在航天領域，電子設備面臨著宇宙射線和高能粒子的嚴峻挑戰。這些看不見的“攻擊者”會逐漸侵蝕衛星上的精密電路，導致數據損壞、元件失效，甚至縮短航天器的使用壽命。傳統解決方案是為電子設備添加厚重的屏蔽層，但這會增加發射成本，并限制有效載荷的攜帶能力。

復旦大學的研究團隊提出了一種創新方案：用僅一個原子層厚的材料制造電子設備。這種材料幾乎不受輻射影響，理論上能大幅延長設備在太空中的使用壽命。研究團隊選擇了二硫化鉬，這種化合物可以制成約0.7納米厚的薄膜，其原子級厚度使得高能粒子穿過時難以造成損傷。

為了驗證這一想法，研究團隊首先在4英寸晶圓上生長出均勻的單層二硫化鉬薄膜，并以此制造了晶體管——電子電路的基本單元。這些晶體管被組裝成一個功能完整的射頻通信系統，工作頻率在12至18吉赫茲之間，同時具備發射和接收信號的能力，與真實衛星中的通信系統無異。

在實驗室中，研究人員用強伽馬射線轟擊這些設備，模擬太空中的輻射環境。通過透射電子顯微鏡、能量色散X射線光譜學和拉曼光譜等先進技術，他們仔細觀察了材料的原子結構和化學成分。結果顯示，原子薄層中沒有明顯的結構或化學退化跡象，電性能也幾乎與輻照前一致，表現出超高的開關比、極小的電流泄漏和低功耗。

隨后，研究團隊將基于二硫化鉬的通信系統發射到約517公里高的近地軌道，進行為期九個月的實地測試。在軌運行期間，該系統保持了極低的誤碼率（低于10??），并成功傳輸和接收了完整的復旦大學校歌，音質清晰無損。根據在軌數據和太空環境模型，研究人員估計，這種系統在輻射水平更高的地球同步軌道中能夠持續運行271年之久。

這一突破為航天器設計帶來了新的可能性。如果未來任務驗證了這些結果，衛星可能不再需要笨重的屏蔽層，轉而使用本質上抗輻射的電路。這將減輕設備重量、降低發射成本，并為科學儀器或通信設備騰出更多空間。更耐用的電子設備還能延長衛星、深空探測器和高等軌道通信平臺的工作壽命。

然而，挑戰依然存在。目前的系統僅展示了射頻通信能力，而完整的航天器電子設備還包括處理器、存儲系統和電源管理單元等組件。如何擴大生產規模、將二硫化鉬與現有技術集成，并在更長時間的任務中證明其可靠性，將是下一步的關鍵。